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三省堂 大辞林

三省堂三省堂

あか 1銅】

あかがね」の略。
「―の鍋」

あかがね 0銅】

赤金の意〕銅(どう)。あか。

どう 1 【銅】

copper; (ラテン) cuprum〕銅族に属す遷移元素の一。元素記号 Cu 原子番号二九原子量六三・五五。天然には黄銅鉱孔雀石輝銅鉱赤銅鉱などとして産出光沢ある赤色金属展性延性に富む。炎色反応青緑色呈する比重八・九五湿った空気中ではさびて緑青(ろくしよう)を生ずる。熱・電気伝導度は銀に次ぐ。古くから用いられ、そのまま、あるいは青銅黄銅などの合金にして用いる。また、生体、特に植物にとって重要な働きをする。あかがね



環境用語集

九州環境管理協会九州環境管理協会

銅(Cu)

自身にはほとんど毒性がないか,あるいは極めて少ないといわれています。しかし,銅粉末を生ずる作業を行う時の最高許容濃度は1ppmとされ,極めて濃度の銅粉により気道刺激がおこり,発汗歯茎着色のおこることが報告されているが,慢性中毒になるかどうか疑問とされています。また,化合物ついてはあまり問題はおこっていません。 
汚染源としては,自然界岩石からの溶出鉱山排水工場排水メッキ工場金属加工工場化学工場非鉄金属製錬所等),農薬ボルドー等)などがあります。 
水道水基準1.0mg/L以下,排水基準3mg/L以下 
農用地土壌汚染対策地域指定要件125mg/L以下。

鉄鋼用語

吉崎メッキ化工所吉崎メッキ化工所

copper
銅99.90%以上の金属
参考 代表的なものに無酸素銅タフピッチ銅りん脱酸銅などがある。


ねじ用語集

丸ヱム製作所丸ヱム製作所

銅(Cu)

銅(Copper)は遷移元素の1つで、元素記号 Cu で表され、。原子番号29原子量は約63.54比重は8.96(g/cc)である。光沢ある赤色金属で、銅族に属する。展性延性良く、また熱・電気伝導度は銀に次ぐ。
ステンレス鋼添加されると、大気中,海水中での耐食性改善する。ニッケルとともに添加すると効果倍増する。


分子構造リファレンス

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物質名
英語名
Copper
元素記号
Cu
原子番号
29
分子量
63.546
原子半径(Å)
1.28
融点(℃)
1084.5
沸点(℃)
2580
密度(g/cm3
8.93
比熱(cal/g ℃)
0.092
イオン化エネルギー(eV)
7.726
電子親和力(eV)
1.226

銅族元素のひとつ。天然自然の銅は存在するが少ないもので、多く化合物の形で産出される。しかし銅の精錬比較的簡単であり、最も古い時期から金属材料として利用されてきた。建築材料から電線合金材料など、ひろく用いられている。ちなみにCopper」の名は、銅がキプロス島からローマへもたらされたことに由来する。


鉱物図鑑

Kato's CollectionsKato's Collections

水質用語集

京浜河川事務所京浜河川事務所

銅(Cu)

銅は銀についで電気通しやすい金属です。自然界に広く分布しており、地殻中に約55mg/kg、海水中に約0.6μg/リットル含まれています。主な用途としては、電線合金貨幣農薬医薬品製造原料等があります。生体必須元素の1つですが、大量摂取すると慢性中毒起こします。銅の汚染源としては、鉱山排水金属関係工場からの排水大気粉塵からの溶出などがあります。鉱山からの銅流出による水質汚染としては、足尾銅山による渡良瀬川流域水稲被害大きなものです。


馬の用語事典

JRA競走馬総合研究所JRA競走馬総合研究所

読み方:どう
【英】:copper, Cu

馬に必要な栄養素のひとつで、血液中のヘモグロビン軟骨、骨、エラスチン弾性組織構成するタンパク質)、被毛色素形成や鉄の利用不可欠な物質である。発育時期の馬で銅が欠乏すると,骨軟骨症(オステオコンドロ−シス)などの骨疾患発症する。一般に植物体で銅は葉茎に多く含まれ、穀実には少ない。また油粕糖蜜酵母多く含まれる。銅の要求量は,飼料中15ppmであるが,発育時期の馬では30ppm程度必要とされる。 


お酒・飲料大辞典

サントリーサントリー

からだの中で鉄分から赤血球にあるヘモグロビンをつくったり鉄分吸収しやすくする働きをするミネラル。またからだがビタミンCを使うときに必要なミネラルでその他血管壁や骨を強くするためにも一役かっています。カキ牡蛎)、レバーナッツ類、納豆プルーンなどに含まれています。


ウィキペディア

ウィキペディアウィキペディア

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2010/01/03 03:08 UTC 版)

ニッケル - - 亜鉛
Cu
Ag
 
 
Cu-TableImage.png
一般特性
名称, 記号, 番号 銅, Cu, 29
分類 遷移元素
, 周期, ブロック 11 (IB), 4 , d
密度, 硬度 8920 kg/m3, 3.0
単体の色 淡赤色、金属色
銅
原子特性
原子量 63.546 u
原子半径 (計測値) 135 (145) pm
共有結合半径 138 pm
VDW半径 140 pm
電子配置 [Ar]3d104s1
電子殻 2, 8, 18, 1
酸化数酸化物 2, 1(弱塩基性酸化物
結晶構造 面心立方構造
物理特性
固体 (反磁性)
融点 1357.6 K (1084.4 )
沸点 2840 K (2567 ℃)
モル体積 7.11 ×10-6 m3/mol
気化熱 300.3 kJ/mol
融解熱 13.05 kJ/mol
蒸気圧 0.0505 Pa (1358 K)
音の伝わる速さ 3570 m/s (293.15 K)
その他
クラーク数 0.01 %
電気陰性度 1.9 (ポーリング)
比熱容量 380 J/(kg*K)
導電率 59.6 106/m Ω
熱伝導率 401 W/(m*K)
第1イオン化エネルギー 745.5 kJ/mol
第2イオン化エネルギー 1957.9 kJ/mol
第3イオン化エネルギー 3555 kJ/mol
第4イオン化エネルギー 5536 kJ/mol
(比較的)安定同位体
同位体 NA 半減期 DM DE MeV DP
63Cu 69.17% 中性子34個で安定
64Cu {syn.} 12.7 h ε 1.675 64Ni
64Cu {syn.} 12.7 h β- 0.579 64Zn
65Cu 30.83% 中性子36個で安定
注記がない限り国際単位系使用及び標準状態下。

(どう、: cuprum: copper)は、原子番号 29 の金属元素記号Cu

周期表ではと同じく 11 族に属する。元素記号の Cu は、ラテン語cuprum から。この語はさらに Cyprium aesキプロス島真鍮)に由来し、キプロスフェニキアの銅採掘場があったことによる。日本語では、その色から赤金(あかがね)または、赤銅(しゃくどう、せきどう)と呼ばれた。

目次

歴史

銅は先史時代から使われてきた金属である。銅と鉱石は混在することから、メソポタミアでは紀元前3500年頃から銅に錫が混ざった青銅で道具を作るようになった。青銅器はエジプト中国王朝)などでも使われるようになり、世界各地で青銅器文明が花ひらいた。

耐食性の高さなどから古来より貨幣の材料としても利用されている(銅貨)。日本の硬貨では5円硬貨黄銅10円硬貨が青銅、50円硬貨100円硬貨、旧500円硬貨白銅、新500円玉がニッケル黄銅という銅の合金である。なお、昔の50円硬貨と100円硬貨には更にがはいっていたが、現在は入っていない。

西洋占星術など神秘主義哲学では、金星を象徴する金属とされた。これは、銅の産地として知られていたキプロスが、金星の守護神とされるアプロディテの聖地でもあったことに由来する。

産地

詳細は「銅山」を参照

銅鉱石の生産は世界全体で1510万トン(2005年現在)である。その内訳はチリが35.2%と大半を占め、以下米国7.5%、インドネシア7.1%、ペルー6.7%、オーストラリア6.1%、中国5.0%、ロシア4.6%と続く。かつて日本は足尾銅山別子銅山、日立銅山等の大鉱山をかかえ輸出国であったが、現在はこれらは全て廃鉱となり100%輸入に頼っている状態である。

銅鉱石

銅鉱石を構成する鉱石鉱物には、次のようなものがある。

製錬

銅鉱山で得られた黄銅鉱(主成分CuFeS2)にコークスのほか融剤として石灰石ケイ砂を加えて溶錬炉で溶融し、鉄分を除く。銅分は銅マット銅鈹(どうかわ。銅精製への中間製品。硫化銅硫化鉄の化合物から成る)の形で濃縮される。同時に生じる鉄分はケイ砂によって取り除かれる。また、ケイ砂と石灰石からケイ酸カルシウムが生成し、これが融剤として銅の融点を下げる。

\rm 4CuFeS_2 + 9O_2 \longrightarrow 2Cu_2S + 2Fe_2O_3 + 6SO_2
\rm 2Fe_2O_3 + C + 4SiO_2 \longrightarrow  4FeSiO_3 + CO_2
\rm SiO_2 + CaCO_3 \longrightarrow CaSiO_3 + CO_2

そして、銅マットを転炉に入れて、空気を吹き込んで不純物(硫黄、鉄など)を酸化除去し、粗銅(銅含有率は約98%)を精錬する。このとき2000℃を越える高温になり、還元される。

\rm Cu_2S + O_2 \longrightarrow 2Cu + SO_2

その後、粗銅は電解精錬によって、99.99%以上の純銅に精製される。電解精錬によって得られた銅は電気銅とも呼ばれる。精錬方法により、純銅はタフピッチ銅・脱酸銅・無酸素銅などと分類される。

用途

銅は古代から人類とのかかわりが大きく、現代でも鉄に次いで重要な金属材料といえる。銅は工業をはじめあらゆる用途に広く用いられるが、殊に電気器具の配線、部品、回路、ケーブルの材料としてよく使われる。これは銅が銀に次いで電気伝導性に優れる一方で銀よりコストが格段に安いことが理由である。また、比較的高い熱伝導率を持ちながらも加工しやすく前述のようにコストが安いので熱運搬部品やヒートシンクのような廃熱・放熱部分にも用いられる。あるいは他の金属の電気伝導性をはかる国際基準としても使われる。銅は、銅線や銅版などの形で身近に見ることができる数少ない単体金属である。帆船の船底をフナクイムシから保護する銅包板として使われた時期もある。

銅は化合物または触媒としても用途が広く、代表的な銅の化合物としては塩化銅酢酸銅酸化銅シアン化銅水酸化銅(II)ヨウ化銅硫酸銅 などがあり、各種触媒や、防腐剤殺虫剤顔料などに用いられている。

殺菌作用と導電性を活かした物として絨毯マットなどに使用されている。特に細い導線を容易に作成できる為、絨毯に織り込んで使用する。これにより、静電気の発生しにくい絨毯としてホテルなどのロビーで使用されている。

銅は花火の着色料としても用いられる。これは銅の化合物が炎色反応を示すことを利用したもので、青色を得るのに用いられる。炎色反応は青緑色である。因みに、銅は遷移元素では唯一、炎色反応を示す。

銅イオンは殺菌作用を持つ事から、抗菌仕様の靴下や靴の中敷などによく使われている。

オリンピックはじめ様々な大会やコンクールなどは金、銀に次ぐ3位の色としても知られている。

2006年、中国北京オリンピックに向けたインフラ整備に伴う需要増により、国際的な価格高騰を起こした。

銅合金

合金の用途も広い。銅と亜鉛を合金させたものを一般に黄銅とよび、亜鉛の含有率を変化させることで、連続的に色彩が変化し融点が低下する。金管楽器仏具などに使われる真鍮は黄銅の一つである。真鍮は錆びにくく、色が黄金色で美しいことから模造金や装飾具などとしてもよく見かける金属である。古代から武器や通貨などとして用いられた青銅スズと銅の合金であり、現在でもブロンズ像など、彫刻の材料である。しかし、最近では「青銅」という呼び名は変化してきており、一定以上のスズを含んでいるその他の銅合金や青銅と似たような色や結晶構造をもつような鋳造用合金の総称としても用いられる。また、工芸材料として用いられる赤銅貨幣に使われる白銅(キュプロニッケル)はニッケルとの合金であり、アルミニウムとの合金であるアルミニウム青銅延性に富んだ黄金色であるため金箔の代わりとして使われるなどされている。

青銅や黄銅と呼ばれる銅合金で代表的なものには、光輝黄銅・工業用青銅・赤色黄銅・ジュエリー青銅・低濃度黄銅・カートリッジ黄銅・黄色黄銅・ムンツメタル・鉛黄銅・リン青銅・シリコン青銅・アルミニウム青銅洋銀(洋白)などがあり、その性質は様々で利用分野においても簡単に分別できないほど多岐にわたっている。

また、主な工業用の合金として、高純度銅合金や純銅と呼ばれる極めて高い純度の銅にごくわずかな添加物を加えた合金がある。代表的な高純度銅合金にはカドミウム銅・クロム銅・テリウム銅・ベリリウム銅などがあり、工業的には機械工業を初めとした分野で銀含有銅・ヒ素銅・快削銅などが利用される。

主な銅の化合物

同位体

詳細は「銅の同位体」を参照

銅の反応

銅はイオン化傾向が小さいため塩酸希硫酸といった酸とは反応しないが、硝酸熱濃硫酸のような酸化力の強い酸とは反応する。

  • 希硝酸との反応
3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO
  • 濃硝酸との反応
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2
  • 熱濃硫酸との反応
Cu + 2H2SO4 → CuSO4 + 2H2O + SO2

生体内での働きと毒性

植物における銅の役割としては、生体内における数種類の酸化還元反応にかかわる酵素を活性化する働きや、光合成に必要なクロロフィルに銅が結合しており、クロロフィルの合成に銅が不可欠であるということが分かっている。しかし、クロロフィルの合成段階において銅がどのような役割を担っているのかなど詳しいことについてはまだわかっていない。

植物において銅が不足すると、黄白化、光合成能力の低下、種子の形成異常あるいは枯死などが起こる。しかし、銅が過剰に存在する場合にも同様に毒性を示すため注意が必要である。下等植物の生育や増殖に少量の銅が不可欠であることが知られている。

動物においても、前項にもあるが、銅は必須微量元素の一つであり、ヒト一人当たり100から150 mgの銅が含まれ主に肝臓に存在する。銅の役割としては、ヘモグロビンを合成するために不可欠である元素であることが知られている。しかし、ヘモグロビンそのものには銅は存在しない。一方、節足動物軟体動物において、ほ乳類のヘモグロビンに相当する酸素結合タンパク質であるヘモシアニンの活性中心は銅である。さらには、スーパーオキシドアニオンを消去するスーパーオキシドディスムターゼミトコンドリアにおける呼吸鎖関連酵素のシトクロムcオキシダーゼコラーゲン合成に必須なモノアミンオキシダーゼやリジルオキシダーゼの活性中心である。

銅が不足することでは、鉄の吸収量が低下し貧血となることや骨異常などが起こりうる。鉄吸収量減少の少なくとも一部は、トランスポーターが鉄を細胞に取り込む際に、銅による還元が必須であることに起因する。しかし、銅は要求量がそれほど多くなく、食品中に豊富に存在するためそのようなことはまれである。ただし、特に反芻動物は銅に対して敏感な性質を持つため、家畜などにおいては銅の不足により神経障害や貧血、下痢などが発生することがある。これは飼料に銅を含んだミネラル分を添加することで改善される。また、亜鉛の過剰摂取は小腸細胞において金属結合性タンパク質であるメタロチオネインが誘導され、銅がこのタンパク質にトラップされる結果、銅の摂取が阻害される。

このように、銅は生物の代謝が正常に行われるうえで必須の元素であるが、同時に過剰供給されると、足尾銅山鉱毒事件に見られるように毒性を示す。例えば多くの動物にとって慢性的に過剰な銅の摂取は毒性であり、反芻動物では銅の過多により肝硬変や発育不全、黄疸、などが起こりうる。また無脊椎動物の多くは過剰供給となって代謝異常を起こす閾値が脊椎動物よりも低い。例えば水槽内で海産魚を飼育するときに魚病薬として硫酸銅の水溶液を少量飼育水に添加することがあるが、この処置をいったん行った水槽は、飼育水中に微量の銅イオンが溶け出すため、もはや海産無脊椎動物の飼育には不適当といわれている。植物にとっても銅イオンの過剰供給が毒性を示すことは同様であり、そのような環境下では銅イオン耐性の強い特殊な植物が繁茂する。例えば、寺社の銅屋根を伝った水が滴るような場所には銅イオン耐性の強いホンモンジゴケが優占することがよく知られている。

一日の所要量

  • 成人男性 1.8mg
  • 成人女性 1.6mg
  • 許容上限摂取量 9mg

欠乏、過剰症はまれ。貧血・骨異常・脳障害等が欠乏症として知られている、過剰症は遺伝病であるウィルソン病等極少数。

枯渇問題

銅は2040年頃に枯渇すると予測されている[1]。ただしこれは、採掘コストに見合った採掘が可能な銅鉱山が枯渇するという意味であり、地球の銅埋蔵量はまだ十分にあると考えられている。したがって採掘技術の進歩や、採掘が容易な銅鉱山の発見によってこの問題は回避される可能性もある。

脚注

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  1. ^ 物質・材料研究機構 材料ラボによるレポート

関連項目

ウィキメディア・コモンズ

外部リンク

1 元素周期表 18
1 H 2 13 14 15 16 17 He
2 Li Be B C N O F Ne
3 Na Mg 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Al Si P S Cl Ar
4 K Ca Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni Cu Zn Ga Ge As Se Br Kr
5 Rb Sr Y Zr Nb Mo Tc Ru Rh Pd Ag Cd In Sn Sb Te I Xe
6 Cs Ba * Hf Ta W Re Os Ir Pt Au Hg Tl Pb Bi Po At Rn
7 Fr Ra ** Rf Db Sg Bh Hs Mt Ds Rg ...
* La Ce Pr Nd Pm Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
** Ac Th Pa U Np Pu Am Cm Bk Cf Es Fm Md No Lr





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